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基于RTW的单相半桥逆变器SPWM控制算法实现

发布时间:2015-08-26 18:39   类型:技术指导   人浏览

0 引言
    在电力电子与电力传动领域,基于数字信号处理器(DSP)的控制系统设计常采用如下步骤实现:在确定方案后通常先通过一定的仿真软件(Simulink、Psim——Power Simulation等)建模仿真,验证和完善控制策略;而后,再根据仿真模型在相应的硬件平台上进行软件设计、调试及改进控制软件。这种开发模式有以下几个缺点:①设计者既要掌握控制算法的软件实现,又要对DSP的内部资源模块的工作原理和编程规范了如指掌,手工编写代码过程比较繁琐;②若需要进行系统升级,则需做大量繁复的工作,耗时耗力;③人工编写代码的正确性和合理性难以完全保证,使实验装置或产品的可靠性降低;④实验过程中,不便于对新算法、新思路进行快速验证;⑤仿真和实验没有实现无缝集成,难以完成仿真到实验的平滑过渡。针对这一问题,目前MathWorks公司的Matlab/Simulink软件提供了功能齐全的嵌入式系统
    目标模块Embedded Target for TI C2000 DSP。利用该模块,与TI公司DSP芯片的开发工具Code Composer Studio(CCS)联动,可直接完成Simulink图形化模型的搭建和完善、控制算法的验证、直至准确高效的TI C2000系列DSP的代码生成。显而易见,自动生成的代码来自标准库,与传统手工编写方式相比,其规范性和可靠性都有保证,效率高[1]。
    本文以单相半桥逆变器的SPWM控制算法设计为例,对控制系统的仿真、目标代码模型生成的流程和关键问题进行了研究。

1 主电路拓扑和SPWM算法原理
    单相半桥逆变电路拓扑,如图1所示。当上管导通时,逆变桥输出电压为Ud;当下管导通时,逆变桥输出电压为-Ud。 
    根据冲量(面积)相等原理,可采用正弦脉宽调制(SPWM)波形来代替正弦交流信号,如图2所示。若控制半桥逆变器输出脉宽按正弦规律变化的SPWM波形电压,再经过LC滤波器将高频信号滤掉后,即可得到标准的正弦交流电压。这种控制方式称为双极性SPWM调制。


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